集成化離子敏場效應(yīng)傳感器的研究進(jìn)展

1、“微納電子技術(shù)”2008年第二期專家論壇63- 集成化離子敏場效應(yīng)傳感器的研究進(jìn)展納米器件與技術(shù)69- 缺陷富勒烯C20分子器件的電子輸運(yùn)研究74- SOI CMOS器件研究78-單壁碳納米管場效應(yīng)晶體管的制備工藝研究納米材料與結(jié)構(gòu)83- 磁控濺射和氨化法生長GaN納米棒及其特性87- 離子摻雜對提高銳鈦型TiO2高熱穩(wěn)定性的影響91-鍺納米線的性能與應(yīng)用97-電化學(xué)刻蝕半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分析MEMS器件與技術(shù)100- 一種新型解耦硅微機(jī)械陀螺的設(shè)計(jì)104- 基于MEMS技術(shù)的電容式微型真空傳感器顯微、測量、微細(xì)加工技術(shù)與設(shè)備109- 制備工藝對多孔陽極氧化鋁模板的影響114- 鎂合金拋光機(jī)理與CM

2、P工藝研究微電子器件與技術(shù)118- 基于耗盡型工藝的鋰電池充電保護(hù)芯片設(shè)計(jì)專家論壇63- 集成化離子敏場效應(yīng)傳感器的研究進(jìn)展王春華，趙巖，楊昌勇，黃巖（湖南大學(xué) 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，長沙410082）摘要：在介紹離子敏場效應(yīng)晶體管（ISFET）傳感器的應(yīng)用和基本工作原理的基礎(chǔ)上，闡述了集成化ISFET傳感器的研究現(xiàn)狀，包括ISFET敏感膜及其制造工藝與CMOS兼容性研究、集成化讀出電路、多傳感器集成等方面。展望了ISFET傳感器的研究趨勢，認(rèn)為在以下方面值得探索和研究：敏感膜是把化學(xué)變量轉(zhuǎn)換為電學(xué)變量的關(guān)鍵；高性能讀出電路的研究；集ISFET、讀出電路及后端信號處理電路于一體的低功耗ISFET傳

3、感器的系統(tǒng)集成；多功能、智能化的多傳感器集成；研究集微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源等于一體的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）；ISFET微傳感系統(tǒng)的數(shù)字化集成等。關(guān)鍵詞：離子敏場效應(yīng)晶體管；傳感器；敏感膜；集成化；讀出電路納米器件與技術(shù)69- 缺陷富勒烯C20分子器件的電子輸運(yùn)研究張鴻宇1，王利光1 ，李勇2 ，郁鼎文2（1.江南大學(xué) 理學(xué)院，江蘇無錫214122；2.清華大學(xué) 摩擦學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 微納制造分室，北京100084）摘要：運(yùn)用基于第一性原理密度泛函理論（DFT）的非平衡格林函數(shù)（NEGF）方法，對正十二面體富勒烯C20分子及其有缺陷的C20分子進(jìn)行了電

4、子輸運(yùn)性質(zhì)的研究。通過計(jì)算得出了模擬的電子透射譜線。通過比較不同缺陷的分子的傳導(dǎo)特性，獲得了C20的電子輸運(yùn)特點(diǎn)。通過比較發(fā)現(xiàn)，幾乎所有情況下缺陷器件的傳輸概率在電子能量大于0.52 eV時(shí)都大約是10-10，幾乎沒有電子透過，所以這種器件可以作為一種響應(yīng)很好的電子開關(guān)；而器件中原子的缺失并沒有造成電子傳輸路徑的中斷，在大多數(shù)情況下，在原子缺失處反而產(chǎn)生更多的傳輸路徑，通路的增多使得器件傳輸能力得到提高。關(guān)鍵詞：富勒烯C20；分子器件；密度泛函理論；非平衡格林函數(shù)；電子輸運(yùn)74- SOI CMOS器件研究顏志英，豆衛(wèi)敏，胡迪慶（浙江工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，杭州310014）摘要：利用0.35

5、m工藝條件實(shí)現(xiàn)了性能優(yōu)良的小尺寸全耗盡的器件硅絕緣體技術(shù)（SOI）互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (FD SOI CMOS)器件,器件制作采用雙多晶硅柵工藝、低摻雜濃度源/ 漏（LDD）結(jié)構(gòu)以及突起的源漏區(qū)。這種結(jié)構(gòu)的器件防止漏的擊穿，減小短溝道效應(yīng)（SCE）和漏感應(yīng)勢壘降低效應(yīng)（DIBL）；突起的源漏區(qū)增加了源漏區(qū)的厚度并減小源漏區(qū)的串聯(lián)電阻，增強(qiáng)了器件的電流驅(qū)動能力。設(shè)計(jì)了101級環(huán)形振蕩器電路，并對該電路進(jìn)行測試與分析。根據(jù)在3 V工作電壓下環(huán)形振蕩器電路的振蕩波形圖，計(jì)算出其單級門延遲時(shí)間為45 ps，遠(yuǎn)小于體硅CMOS的單級門延遲時(shí)間。關(guān)鍵詞：絕緣體上硅；全耗盡器件；電流驅(qū)動能力；互補(bǔ)金屬氧化

6、物半導(dǎo)體低摻雜濃度源/漏結(jié)構(gòu)；雙多晶硅柵78-單壁碳納米管場效應(yīng)晶體管的制備工藝研究黃改燕，陳長鑫，張亞非（上海交通大學(xué) 微納米科學(xué)技術(shù)研究院, 微/納米加工技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,薄膜與微細(xì)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 200030）摘要：綜述了碳納米管場效應(yīng)晶體管（CNTFET）的主要結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電溝道的制備工藝，如AFM探針操控、CVD原位生長、交流介電泳和L-B大面積操控排布等方法。在對CNTFET的這些結(jié)構(gòu)和制備工藝進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，著重指出目前CNTFET導(dǎo)電溝道制備中存在的諸如金屬性單壁碳納米管（SWCNT）的燒除、接觸電阻大、滯后現(xiàn)象以及型CNTFET轉(zhuǎn)化等問題，并針對這些問題提

7、出了具體可行的解決方案。關(guān)鍵詞：單壁碳納米管；碳納米管場效應(yīng)晶體管；肖特基勢壘；超聲納米焊接；原位生長納米材料與結(jié)構(gòu)83- 磁控濺射和氨化法生長GaN納米棒及其特性薛成山，陳金華，莊惠照，秦麗霞，李紅，楊兆柱，王鄒平(山東師范大學(xué) 半導(dǎo)體研究所，濟(jì)南250014)摘要：使用一種新奇的稀土元素鋱（Tb）作催化劑，通過氨化磁控濺射在Si（111）襯底上的Ga2O3/Tb薄膜，合成了大量的GaN納米棒，氨化溫度為950 ，氨化時(shí)間為15 min。該方法可以進(jìn)行持續(xù)合成且制備的GaN納米棒純度較高、成本低廉。實(shí)驗(yàn)后分別用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、高分辨透

8、射電子顯微鏡（HRTEM）和X射線光電子能譜 (XPS) 對樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)和成分測試。通過XRD和XPS測試分析，合成的納米棒具有六方纖鋅礦GaN結(jié)構(gòu)；通過SEM、TEM和HRTEM觀察分析得出合成的納米棒為單晶GaN納米棒。簡單討論了GaN納米棒的生長機(jī)制。關(guān)鍵詞：氮化鎵; 濺射；納米棒; 單晶; 催化劑87- 離子摻雜對提高銳鈦型TiO2高熱穩(wěn)定性的影響劉艷敏1，張萍2，李平蕊1，張艷峰1，魏雨1(1.河北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，石家莊050016；2. 石家莊學(xué)院，石家莊050000)摘要：歸納分析了離子摻雜對二氧化鈦由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)化的抑制作用，得出不同摻雜離子對

9、TiO2相轉(zhuǎn)化溫度和粒徑具有較大影響的結(jié)論。以TiCl4為原料，通過添加少量磷酸二氫鈉（NaH2PO4)，采用強(qiáng)迫水解法制備純銳鈦相納米TiO2，相變溫度提高到了1 000 ，有效抑制了TiO2粒徑的長大，與其他文獻(xiàn)結(jié)果一致。指出摻雜TiO2的相變機(jī)理尚處于探索階段，如何選擇適當(dāng)添加劑、實(shí)現(xiàn)高熱穩(wěn)定性銳鈦礦型納米TiO2產(chǎn)業(yè)化是今后研究的重點(diǎn)。關(guān)鍵詞：銳鈦礦相納米TiO2；強(qiáng)迫水解法；相變；離子摻雜；高熱穩(wěn)定性 91-鍺納米線的性能與應(yīng)用裴立宅1，譚偉2，趙海生1，俞海云1（1.安徽工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽省金屬材料與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 馬鞍山243002；2.漢高華威電子有限公司

10、，江蘇 連云港222006）摘要：重點(diǎn)分析討論了鍺納米線在電學(xué)、光學(xué)、光電導(dǎo)等特性及其在場效應(yīng)晶體管制造方面的研究應(yīng)用現(xiàn)狀與最新進(jìn)展。綜合分析表明，未經(jīng)處理的鍺納米線表面存在一層氧化物及缺陷，與電極連接時(shí)歐姆接觸性能較差，在制備鍺納米線器件以前必須對鍺納米線表面進(jìn)行鈍化以便沉積電極；對鍺納米線進(jìn)行摻雜可以改善Ge納米線的性能，制造出實(shí)用Ge納米線器件。指出在一根納米線上生長硅/鍺半導(dǎo)體納米線形成硅/鍺半導(dǎo)體界面，直接用單根納米線制造具有完整功能的電子器件是將來重要的研究方向。關(guān)鍵詞：鍺納米線；場效應(yīng)晶體管；缺陷；歐姆接觸；鈍化 97-電化學(xué)刻蝕半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分析申慧娟（仰恩大學(xué) 信息與計(jì)算機(jī)學(xué)院

11、 電子工程系，福建泉州362014）摘要：結(jié)合多孔硅（Si）、多孔砷化鎵(GaAs）以及多孔磷化銦（InP）的不同孔形貌，綜合分析了元素半導(dǎo)體硅及-族化合物半導(dǎo)體GaAs、InP的刻蝕結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地闡述了晶體結(jié)構(gòu)在電化學(xué)刻蝕中的作用?；衔锇雽?dǎo)體由于存在晶格極化和各向異性，使得不同晶面的溶解速率或鈍化速率不同，導(dǎo)致孔沿著溶解速率較大的方向生長，鈍化速率較大的晶面成為孔壁，在一定程度上影響了孔的形狀、大小及周期性排列等特征。用電流控制模型對不同孔的生長過程進(jìn)行了較好的解釋，進(jìn)一步證明了晶體的結(jié)構(gòu)特征對其產(chǎn)生的重要影響。關(guān)鍵詞：電化學(xué)刻蝕；多孔硅；電流控制模型；晶格極化；形貌MEMS器件與技術(shù)100

12、- 一種新型解耦硅微機(jī)械陀螺的設(shè)計(jì)張燕燕，侯朝煥（中國科學(xué)院 聲學(xué)研究所，北京100080）摘要：提出了一種新型靜電驅(qū)動微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)，采用兩組對稱的梳齒結(jié)構(gòu)作為驅(qū)動電極，同時(shí)采用中央質(zhì)量塊柵格和與驅(qū)動電極相同的梳齒兩種結(jié)構(gòu)檢測感應(yīng)模態(tài)的振動，每種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩組獨(dú)立的檢測電極，分別采用差分方式進(jìn)行檢測，有效提高了陀螺的靈敏度。該陀螺結(jié)構(gòu)的驅(qū)動模態(tài)和感應(yīng)模態(tài)振動相互解耦，振動特性相似，固有頻率、阻尼系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)等參數(shù)接近。采用有限元法分析了該結(jié)構(gòu)的參數(shù)和特性，介紹了結(jié)構(gòu)的制作流程。該結(jié)構(gòu)諧振頻率高、阻尼系數(shù)小，可達(dá)到較高的測量分辨率和準(zhǔn)確率。關(guān)鍵詞：微機(jī)械陀螺；解耦；有限元法；柵狀電極；梳齒結(jié)構(gòu)

13、104- 基于MEMS技術(shù)的電容式微型真空傳感器張丹1 ，林雁飛2 ，馮勇建2（1.廈門大學(xué) 嘉庚學(xué)院 機(jī)電工程系，福建 漳州 363105；2.廈門大學(xué) 機(jī)電工程系，福建 廈門 361005）摘要：介紹了一種以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的電容式硅微真空傳感器。該傳感器主要采用p+硅自停止腐蝕技術(shù)和陽極鍵合技術(shù)制作，形成了玻璃-硅-玻璃的三明治結(jié)構(gòu)。傳感器的傳感元是經(jīng)過濃硼擴(kuò)散的硼硅膜，方形硼硅膜的應(yīng)用使傳感器具有更高的靈敏度；感應(yīng)耦合等離子體刻蝕硼硅膜引出金屬電極的方法使傳感器的制作更為簡單。該真空微傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，其尺寸為5 mm×6.4 mm。該真空傳感器的測量范圍

14、為5×10-36×10-2 Pa，其線性度為5.9%，靈敏度比較穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：微機(jī)電系統(tǒng)；傳感器；自停止；陽極鍵合；三明治結(jié)構(gòu)顯微、測量、微細(xì)加工技術(shù)與設(shè)備109- 制備工藝對多孔陽極氧化鋁模板的影響付琳捷a，李美亞a,b，汪晶a，江華a，郭冬云a,b（武漢大學(xué)a. 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；b. 聲光材料與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430072 ）摘要：以草酸溶液為電解液，采用二次氧化法制備了AAO模板，利用自制的實(shí)驗(yàn)裝置，制備出了高度有序的多孔AAO模板，利用掃描電子顯微鏡（SEM）對其形貌進(jìn)行了表征。分析了陰陽極間距、制備電壓以及草酸溶液濃度對制備AAO模板的影響。經(jīng)對比討

15、論，得到了制備AAO模板的優(yōu)化條件為電壓40 V，草酸濃度0.5 mol/L，陰陽極間距35 cm。制備的AAO模板的納米孔徑約為100 ，納米孔徑排列規(guī)則、筆直且互相平行。分析了多孔AAO模板的形成機(jī)理。關(guān)鍵詞：陽極氧化鋁模板；納米孔；草酸溶液；二次氧化；陰陽極間距114- 鎂合金拋光機(jī)理與CMP工藝研究陳景，劉玉嶺，王曉云，王立發(fā)，馬振國，武亞紅（河北工業(yè)大學(xué) 微電子研究所，天津300130）摘要：將化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)引入到鎂合金片(MB2)的拋光中，打破過去鎂合金以單一化學(xué)或機(jī)械加工為主的加工手段，用自制的拋光液對鎂合金片進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拋光液中加入雙氧水易產(chǎn)生膠體，不利于拋光的進(jìn)行，因此提出無氧化劑SiO2堿性拋光。同時(shí)分析了鎂合金的拋光機(jī)理，拋光中壓力、轉(zhuǎn)速和拋光液流量參數(shù)對拋光過程的影響，利用Olympus顯微鏡對拋光前后鎂合金表面進(jìn)行觀察，通過合理控制工藝參數(shù)，能夠得到較佳的鎂合金拋光表面，遠(yuǎn)優(yōu)于單一的機(jī)械加工，為鎂合金拋光工藝和進(jìn)一步研究拋光液的配比奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：鎂合金（MB2）; 化學(xué)機(jī)械拋光; 拋光機(jī)理；拋光速率；拋光液微電子器件與技術(shù)118- 基于耗盡型工藝的鋰電池充電保護(hù)芯片設(shè)計(jì)張艷紅，張瀅清（華僑大學(xué) 信息學(xué)院，福建泉州362021）摘